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5d过渡金属二硼化物的结构和热、力学性质的第一性原理计算

赵立凯 赵二俊 武志坚

5d过渡金属二硼化物的结构和热、力学性质的第一性原理计算

赵立凯, 赵二俊, 武志坚
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  • 利用基于密度泛函理论的第一性原理系统地研究了5d过渡金属二硼化物TMB2 (TM=Hf–Au) 的结构、热学、力学和电学性质. 我们考虑了三种结构, 分别为AlB2, ReB2和WB2结构. 计算得到的晶格常数与先前的理论和实验研究符合得很好. 通过计算生成焓预测了化合物的热力学稳定性; 从HfB2到AuB2, 生成焓的整体趋势是逐渐增加的. 在所考虑的结构中, 对HfB2和TaB2, AlB2结构是最稳定的; 对WB2, ReB2, OsB2, IrB2和AuB2, ReB2结构是最稳定的; 对PtB2, WB2结构是最稳定的. 在所考虑的化合物中, ReB2结构的ReB2具有最大的剪切模量(295 GPa), 是最硬的化合物, 与先前的理论和实验结果相符. 计算得到的总态密度显示所有结构都具有金属特性. 讨论了系列化合物的变化趋势.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:21261013)、内蒙古自治区自然科学基金(批准号:2011BS0104)和内蒙古工业大学科学研究计划(批准号:ZD201117)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-07-15
  • 修回日期:  2012-09-19
  • 刊出日期:  2013-02-05

5d过渡金属二硼化物的结构和热、力学性质的第一性原理计算

  • 1. 内蒙古工业大学理学院, 呼和浩特 010051;
  • 2. 中国科学院长春应用化学研究所, 稀土资源利用国家重点实验室, 长春 130022
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:21261013)、内蒙古自治区自然科学基金(批准号:2011BS0104)和内蒙古工业大学科学研究计划(批准号:ZD201117)资助的课题.

摘要: 利用基于密度泛函理论的第一性原理系统地研究了5d过渡金属二硼化物TMB2 (TM=Hf–Au) 的结构、热学、力学和电学性质. 我们考虑了三种结构, 分别为AlB2, ReB2和WB2结构. 计算得到的晶格常数与先前的理论和实验研究符合得很好. 通过计算生成焓预测了化合物的热力学稳定性; 从HfB2到AuB2, 生成焓的整体趋势是逐渐增加的. 在所考虑的结构中, 对HfB2和TaB2, AlB2结构是最稳定的; 对WB2, ReB2, OsB2, IrB2和AuB2, ReB2结构是最稳定的; 对PtB2, WB2结构是最稳定的. 在所考虑的化合物中, ReB2结构的ReB2具有最大的剪切模量(295 GPa), 是最硬的化合物, 与先前的理论和实验结果相符. 计算得到的总态密度显示所有结构都具有金属特性. 讨论了系列化合物的变化趋势.

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